C语言关键字详解

一、static关键字

这也是面试或编程中最常见的关键字之一了，作用：

修饰局部变量：使变量成为静态局部变量，存储在静态存储区，生命周期延长至整个程序运行期间
修饰全局变量：限制变量作用域仅在本文件内（内部链接）
修饰函数：限制函数作用域仅在本文件内（内部链接）
修饰类成员（C++中）：属于类本身而非对象实例

其中static修饰类成员需要举例详细说说

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
public:
    Student(string n) : name(n) {
        count++;  // 每创建一个学生对象，计数加1
    }
    
    ~Student() {
        count--;  // 对象销毁时计数减1
    }
    
    // 静态成员函数 - 属于类本身
    static int getCount() {
        return count;
        // 注意：静态成员函数不能访问非静态成员
        // 错误：cout << name;  // 不能访问非静态name
    }
    
    // 非静态成员函数
    void display() {
        cout << "姓名：" << name << endl;
        cout << "当前学生总数：" << count << endl;  // 可以访问静态成员
    }
    
private:
    string name;        // 非静态成员 - 每个对象独有
    static int count;   // 静态成员 - 所有对象共享
};

// 静态成员必须在类外定义和初始化
int Student::count = 0;

int main() {
    // 访问静态成员 - 不需要创建对象
    cout << "初始学生数：" << Student::getCount() << endl;
    
    // 创建对象
    Student s1("张三");
    Student s2("李四");
    
    // 所有对象共享同一个静态成员
    cout << "创建2个学生后：" << endl;
    cout << "通过类名访问：" << Student::getCount() << endl;
    cout << "通过对象s1访问：" << s1.getCount() << endl;
    cout << "通过对象s2访问：" << s2.getCount() << endl;
    
    cout << "\n每个学生的信息：" << endl;
    s1.display();
    s2.display();
    
    {
        Student s3("王五");  // 在作用域内创建第三个学生
        cout << "\n创建第三个学生后：" << Student::getCount() << endl;
    }  // s3离开作用域被销毁
    
    cout << "\ns3销毁后：" << Student::getCount() << endl;
    
    return 0;
}

输出结果

cpp 复制代码

初始学生数：0
创建2个学生后：
通过类名访问：2
通过对象s1访问：2
通过对象s2访问：2

每个学生的信息：
姓名：张三
当前学生总数：2
姓名：李四
当前学生总数：2

创建第三个学生后：3

s3销毁后：2

static类成员的特点：

1 共享性：所有对象共享同一份静态成员

2 内存分配：在程序的数据段分配内存，不依赖于对象存在

静态成员：程序启动时分配，程序结束时释放

非静态成员：对象创建时分配，对象销毁时释放

3 访问方式：

int num = Student::getCount(); // 通过类名访问（推荐）

4 初始化：必须在类外单独定义和初始化，类内声明

二、const关键字

指向整型常量的指针变量 const int *p;

指向整型变量的指针常量 int * const p;

const与#define的区别

特性	const	#define
类型检查	有类型检查	无类型检查，只是文本替换
作用域	遵守作用域规则	全局有效（除非#undef）
调试	可调试，有变量名	编译时替换，无变量名
内存	分配内存	不分配内存，只是替换
复杂类型	可定义复杂类型	只能定义简单常量

三、volatile关键字

1. 作用

告诉编译器该变量可能会被意外修改，每次访问时都必须从内存中读取，不要做优化（如寄存器缓存）。

2. 使用场景

硬件寄存器：映射到内存的硬件寄存器
中断服务程序：被中断修改的全局变量
多线程：多个线程共享的变量
信号处理程序：被信号处理函数修改的变量

3. 编译阶段作用

volatile：编译阶段起作用，告诉编译器不要优化
extern：链接阶段起作用，声明外部定义

四、sizeof关键字

1. 作用

编译时一元操作符（不是函数），计算数据类型或表达式所占内存字节数。

2.sizeof与strlen的区别

特性	sizeof	strlen
性质	操作符/关键字	库函数
计算时机	编译时计算	运行时计算
参数	类型/变量	字符串指针
'\0'处理	包含'\0'	不包含'\0'
数组退化为指针	数组名不退化	数组名退化为指针

五、register关键字

1. 作用

建议编译器将变量存储在CPU寄存器中，以提高访问速度。

2. 注意事项

只是建议：编译器可能忽略
不能取地址 ：&register_var 是非法的
有限数量：寄存器数量有限
现代编译器：通常自动优化，很少需要手动指定
适用类型：常用于循环计数器等频繁访问的变量